Costruzione di reti alimentari-semplice o complesso?
Nel mio ultimo post, ho spiegato perché la risoluzione è importante nelle reti alimentari. Tuttavia, non ho mai introdotto correttamente ciò che è una rete alimentare e come costruirli.
Una rete alimentare è una rappresentazione grafica delle relazioni predatore-preda, in altre parole ‘chi mangia chi’. È anche una generalizzazione del concetto di catena alimentare. Non solo rappresentiamo il flusso di energia che va da un produttore primario a un predatore superiore, ma anche ogni singola catena alimentare nella comunità. Almeno in teoria, cerchiamo di costruire la rete alimentare il più completa possibile. In pratica, monitorare ogni specie e le sue interazioni in un ecosistema è impegnativo se non impossibile. Le reti alimentari hanno graficamente una lunga storia. La prima rappresentazione di questo tipo riportata in letteratura risale al 1880. Camerano (1880) rappresentò i rapporti tra i coleotteri; quelli che lui chiamava “i loro nemici” (cioè i loro predatori) e i nemici di quei nemici (Fig. 1). La rappresentazione era piuttosto semplice: linee che collegavano un coleottero a un predatore che sarebbe stato collegato a un secondo predatore e così via; ogni linea che rappresenta una catena alimentare questo coleottero è stato coinvolto in.
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A quel tempo, una rete alimentare era un’unica rappresentazione delle relazioni tra le specie. Abbiamo dovuto aspettare quasi 50 anni fino al lavoro di Charles Elton (1927), perché le reti alimentari diventassero uno strumento più pratico. Ha tentato di rappresentare ogni specie e ciascuna delle loro relazioni in quello che ha chiamato “cicli alimentari”. Quasi 100 anni dopo, i modi di analizzare le reti alimentari possono essere cambiati, ma il vecchio diagramma rimane ancora…con la sua quota di problemi: “Come disegnare reti alimentari complete?”e se non è possibile,” come farli modello quello che dovrebbe essere le loro controparti esaustive?”Per rappresentare reti alimentari complete, è necessario identificare ogni singola specie nella comunità (cioè la composizione delle specie) insieme a “chi mangia chi” (cioè i loro legami trofici). Anche se il compito può sembrare semplice, più specie, più interazioni possibili.
Facciamo qualche semplice matematica. In primo luogo, considereremo le seguenti condizioni:
(1) predazione da specie a specie (cioè specie A che si nutre di specie B, B che si nutre di A e A e B che si nutre di se stesse);
(2) nessuna predazione reciproca (cioè escludiamo B che si nutre di A dalla prima condizione)
(3) nessun cannibalismo (cioè escludendo le specie che si nutrono di se stesse, A che si nutrono di A)
In queste condizioni, per 10 specie solo, esistono 45 possibili interazioni. Se dimentichiamo le esclusioni di cui sopra, esisterebbero 100 possibili interazioni. Ora siamo più razionali: esistono molte più specie 10 in un ecosistema. Ad esempio, la rete di frutti di mare di Barents che ho presentato in precedenza, conteneva circa 233 trofospecie (Olivier e Planque 2017). Ti ho lasciato sedere su una bella poltrona e fare i conti. Sì. Esattamente. Questo è un sacco di possibili interazioni!
NOTA BENE:
Per calcolare il numero di interazioni, si consideri innanzitutto che esiste al massimo S2 possibili interazioni (ad esempio per due specie A e B esistono 4 possibili interazioni: A si nutre di B, B si nutre di A, A si nutre di A; e B si nutre di B). S rappresenta, il numero di specie. Se escludiamo il cannibalismo, escludiamo le interazioni S. Se non consideriamo la predazione reciproca, viene considerata solo la metà delle interazioni (cioè A si nutre di B e escludiamo B si nutre di A). Ci rimane la seguente equazione: (S2-S) / 2. Piuttosto semplice.
I collegamenti trofici possono essere raccolti in due modi principali: o osservi tu stesso quelle interazioni, o trovi qualcuno che l’ha fatto. In altre parole, (1) possiamo raccogliere le interazioni trofiche delle specie dagli studi di ecologia alimentare (ad esempio l’analisi del contenuto dello stomaco mostrata in Fig 2., esperimenti di preferenza alimentare); o (2) dalla letteratura basata sulla conoscenza qui sopra nell’ecologia alimentare. Personalmente ho fatto entrambe le cose. Il primo richiede una forte esperienza sugli organismi presenti nella comunità. Di conseguenza, di solito ci concentriamo su una specie particolare (ad esempio Clupea harengus) o su un gruppo di specie (ad esempio pesce), ma di solito non siamo esperti su tutte le specie della comunità.
Di conseguenza, gli scienziati del web alimentare si affidano all’esperienza dei loro coetanei. Gran parte della costruzione di una rete alimentare sta nel fare una vasta revisione della letteratura per identificare i collegamenti realizzati e potenziali. A volte, i collegamenti mancano. Le informazioni non sono state ancora raccolte e possono richiedere la deduzione della dieta delle specie; o peggio, per raggruppare le specie se hanno esattamente la stessa dieta o meno (Jordán 2003). Tuttavia incomplete, le reti alimentari rimangono essenziali: se costruite correttamente, danno la prima visione del funzionamento della comunità. Possono aiutare ad esempio (1) a identificare le specie chiave di volta o (2) a seguire sostanze chimiche tossiche e microplastiche da una specie all’altra. Semplice? Complesso? Costruire reti alimentari si basa sulla moltiplicazione di molti compiti piuttosto semplici. Il più completo, il più impegnativo. Tuttavia, il risultato è sempre gratificante.
Camerano, L. 1880. Dell’equilibrio dei viventi mercé la reciproca distruzione. – Accademia delle Scienze di Torino 15: 393-414.
Elton, C. 1927. Ecologia animale. – Sidwick e Jackson.
Jordán, F. 2003. Comparabilità: la chiave per l’applicabilità della ricerca sul web alimentare. – Appl. Ecol. Env. Res. 1: 1-18.
Olivier, P. e Planque, B. 2017. Complessità e proprietà strutturali delle reti alimentari nel Mare di Barents. – Oikos 126: 1339-1346.
